毛乌素沙地樟子松人工林土壤物理性质的时空变异规律

以毛乌素沙地榆林沙区樟子松人工林土壤为研究对象,分析不同林龄樟子松人工林土壤质量含水量、土壤体积质量、孔隙度时空变异规律。结果表明,土壤质量含水量在流沙地为丘间地>迎风坡>背风坡>丘顶,在樟子松人工林为丘间地>背风坡>迎风坡>丘顶,并随土层深度增加而增加,0～5cm土层质量含水量樟子松人工林高于流沙地,5～25cm和25～50cm土层低于流沙地。土壤体积质量在流沙地为丘顶>迎风坡>背风坡>丘间地,在樟子松人工林为丘顶>中部(迎风坡、背风坡)>丘间地,随土层深度增加而增加,且樟子松人工林对应各层土壤体积质量均小于流沙地。毛管孔隙度均为丘间地>中部(迎风坡、背风坡)>丘顶,土壤孔隙度(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)随土层深度增加而降低,樟子松人工林对应各层土壤孔隙度均大于流沙地。随樟子松林龄增加,质量含水量和孔隙度分别增加1.32%～21.82%、2.88%～12.00%,土壤体积质量降低1.16%～7.12%。统计分析表明,所测指标总体上存在显著差异。     

毛乌素沙地不同植被对土壤有机质和生物学特性的影响

【目的】研究不同植被对毛乌素沙地土壤有机质和生物学特性的影响,为沙区土地资源的可持续管理及当地脆弱生态环境的恢复重建提供科学依据。【方法】于2010-05在毛乌素沙地,选择海拔、坡向、坡度相近的30年踏郎、30年花棒、30年花棒×踏郎、40年樟子松、15年河北杨、20年杏树林地为研究对象,以流沙地为对照,对7块样地的土壤有机质含量、微生物数量和酶活性及三者之间的相关性进行分析,并通过最小显著差异法（LSD）评价样地之间有机质含量和生物学特性的差异显著性。【结果】在林龄相同的情况下,花棒×踏郎0～5 cm土层土壤有机质含量及生物学指标均高于纯林;河北杨0～5 cm土层土壤细菌数和蔗糖酶活性显著高于樟子松;杏树0～5 cm土层土壤有机质含量及微生物数量低于其他林地;与流沙相比,各样地土壤有机质含量和生物学特性各指标以0～5 cm土层增幅最为明显;土壤有机质含量和微生物数量与酶活性呈显著或极显著正相关。【结论】微生物数量及酶活性可作为判断土壤肥力的指标,酶活性可用来判断微生物数量的变化;沙区应营造多样性丰富的固氮混交林,减少纯林面积。     

榆林沙区人工固沙林土壤微生物生态分布特征及酶活性研究

【目的】探讨固沙林土壤的生物性质,为制订合理可行的保持沙地森林持续经营的管理措施提供参考。【方法】以流沙地为对照,对毛乌素沙地榆林沙区6种主要人工固沙林(花棒×踏郎混交林、沙柳林、踏郎林、沙棘林、樟子松林、河北杨林)林地0~5,5~20,20~40 cm土层的土壤细菌、放线菌、真菌数量及4种酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、脲酶)活性进行了研究,并对土壤微生物数量及酶活性相关性进行了分析。【结果】不同固沙林林地土壤微生物生态分布特征和酶活性表现出一定的差异。在0~5 cm土层中,花棒×踏郎混交林林地土壤细菌数量最多,樟子松和沙棘林林地0~20 cm土层放线菌、真菌数量均较多。在0~5 cm土层,花棒×踏郎混交林林地土壤碱性磷酸酶活性最强,沙柳林林地土壤过氧化氢酶活性最强,河北杨林林地土壤蔗糖酶和脲酶活性均最高。各种人工固沙林林地土壤细菌数量和酶活性总体上均随着土层深度的增加而递减;土壤细菌和放线菌的数量与过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性具有显著或极显著的相关性。【结论】人工植被建立后,土壤微生物数量增加,酶活性增强,土壤的生物性质得到改善,流沙开始朝着土壤肥力水平较高的方向发展。     

花棒根际土壤微生物及土壤酶活性分析

通过对花棒不同年龄根际土壤微生物和土壤酶活性研究结果表明,不同林龄和不同季节土壤微生物的种类组成有明显的差异,采用平板涂布法从花棒根际土壤分离并鉴定细菌44属,真菌24属,放线菌19属;细菌数量在花棒林内占绝对优势,放线菌次之,真菌的数量最少;土壤微生物有明显的季节分布规律;花棒人工林的土壤微生物总量的根际效应春、夏、秋分别为1.13、1.08、1.87.不同林龄的土壤微生物和土壤酶活性均存在差异,土壤微生物的数量和酶活性随着取样深度的增加均表现为逐渐降低.土壤细菌与脲酶和碱性磷酸酶活性呈显著或极显著正相关,3种土壤酶活性间的相关性均达显著水平.     

苹果根区土壤微生物分布及土壤酶活性研究

通过对渭北旱塬地区的苹果园根区土壤不同深度、不同水平距离的微生物分布与酶活性研究,并采用空间趋势面模型分析发现,土壤微生物和酶主要集中在0~40 cm土层,并随深度增加有不同幅度的减少或降低;但在水平方向上差异很大,从树基处到果树行间,细菌数量呈增加趋势,而真菌数量逐渐减少,放线菌数量先减少后增加,脲酶和蔗糖酶活性随着水平距离的增大而提高,过氧化氢酶在空间上的差异不显著,相关分析发现细菌对脲酶和蔗糖酶有显著的促进作用。连作使根基区土壤由高肥力的"细菌型"土壤向低肥力的"真菌型"转变,而果树行区土壤的这种转变较小,受前茬的影响较小。建议果树再植时可以在树行进行换穴栽培。     

鲁中南山地黑松人工林土壤和林下植被的动态格局

林下植被和土壤演变过程与人工林生长发育和群落结构互为因果,共同影响人工林的群落稳定性和健康水平。以鲁中南山地黑松Pinus thunbergii人工林为研究对象,采用空间序列代替时间序列的研究方法,在调查不同发育阶段林分的群落结构、林下植被、林地土壤理化性质和微生物群落特征基础上,分析了人工林生态系统随林龄变化的演替规律。研究结果表明:①土壤有效磷质量分数以6年生黑松林最高、30年生黑松林最低,有效钾质量分数以30年生最高、6年生最低,不同林龄阶段之间差异显著（P < 0.05）;土壤全氮和有效氮质量分数均表现为30年生最高、50年生最低,其中50年生土壤全氮质量分数显著低于6年生和30年生,30年生土壤有效氮质量分数显著高于6年生和50年生（P < 0.05）。②土壤蔗糖酶、纤维素酶活性以30年生最高,50年生最低,不同林龄阶段之间差异显著（P < 0.05）;土壤脲酶活性随林龄增加而降低,50年生显著高于30年生和6年生（P < 0.05）。③土壤微生物多样性为6年生> 50年生> 30年生,土壤微生物丰度随林龄升高呈先降后升的趋势,其中变形菌门Proteobacteria,放线菌门Actinobacteria和酸杆菌门Acidobacteria为绝对优势菌群。④林下草本植物和灌木多样性随林龄升高呈递减趋势。     

樟子松人工林土壤有机碳及腐殖质碳 组成的变化特征

以辽宁章古台沙地不同林龄(7年、16年、34年、55年)樟子松林下土壤为研究对象,运用统计学的方法对0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土层有机碳的含量与储量进行比较,定量分析腐殖质组成的变化。结果表明:不同林龄樟子松人工林土层中有机碳含量随深度呈显著下降趋势;并且有机碳含量与储量随林龄增长趋势显著,其中16～34年这一阶段是樟子松土壤有机碳积累最快的时期。土壤腐殖质碳含量与土壤有机碳的变化相似。不同林龄樟子松人工林林下土壤0～5 cm土层的PQ值随林龄增长先增加后减小,最大值出现在34年;5～40 cm土层PQ值随着林龄的增长而增加;0～10 cm土层CHA/CFA比随着林龄的增长先增加后减小,10～40 cm土层CHA/CFA比随着林龄增长而增加。说明在16～34年生时樟子松人工林土壤有机碳含量与储量和腐殖质碳含量快速积累,表层土壤腐殖化程度最高,腐殖质的聚合度改善较为明显;34年生以后土壤有机碳和腐殖质碳含量增速减慢,甚至下降,表层土壤腐殖化程度降低。     

土壤管理方式对南疆梨园土壤微生物活性的影响

以南疆香梨园为对象,分析不同管理方式对梨园土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,梨园生草和覆盖明显提高了土壤微生物数量,表现为生草〉覆盖〉清耕〉免耕,生草和覆盖较清耕分别提高64.17%、31.76%。各处理微生物数量以细菌最多,真菌最少。各处理土壤微生物数量均随着土层深度的增加而降低,表层土壤微生物数量显著高于20-40cm土层。覆盖和生草0-40cm土层的蔗糖酶、过氧化氢酶活性都高于免耕和清耕,脲酶活性在各处理中差异不明显。细菌与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关,放线菌与蔗糖酶呈极显著正相关,细菌、真菌、放线菌与过氧化氢酶相关性不显著。通径分析表明真菌是影响蔗糖酶和脲酶的最主要因子。     

土壤管理方式对南疆梨园土壤微生物活性的影响

以南疆香梨园为对象,分析不同管理方式对梨园土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,梨园生草和覆盖明显提高了土壤微生物数量,表现为生草＞覆盖＞清耕＞免耕,生草和覆盖较清耕分别提高64.17%、31.76%。各处理微生物数量以细菌最多,真菌最少。各处理土壤微生物数量均随着土层深度的增加而降低,表层土壤微生物数量显著高于20-40 cm土层。覆盖和生草0-40 cm土层的蔗糖酶、过氧化氢酶活性都高于免耕和清耕,脲酶活性在各处理中差异不明显。细菌与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关,放线菌与蔗糖酶呈极显著正相关,细菌、真菌、放线菌与过氧化氢酶相关性不显著。通径分析表明真菌是影响蔗糖酶和脲酶的最主要因子。     

生草葡萄园土壤微生物分布及土壤酶活性研究

为了探讨生草对葡萄园土壤肥力的影响,采集葡萄试验园行间播种高羊茅、紫花苜蓿、白三叶草区域不同土层土样,以清耕土样为对照,对土样中的土壤酶活性和微生物数量分布进行了研究。结果表明,随土层深度的增加,各处理土壤微生物数量及酶活性均呈递减趋势;生草区域土壤微生物总量普遍高于清耕(对照),其中以细菌为主,其数量占土壤微生物总量的90%以上,纤维素分解菌数量最少,占土壤微生物总量的不到1%;紫花苜蓿处理土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、纤维素酶活性是其他3个处理的1.15~2.23,1.10~2.17,1.70~3.21,1.03~1.30倍;过氧化氢酶随土层的变化不明显;经相关分析发现,除过氧化氢酶与土壤微生物未表现出相关性外,其他土壤酶活性与土壤微生物之间绝大部分都呈极显著正相关(P<0.01)。由此得出,葡萄园生草可以改善土壤的肥力状况,其中行间播种紫花苜蓿最为适宜。     

不同林龄樟子松人工林根际与非根际土壤生态化学计量特征

  目的  探究辽西北沙地不同林龄樟子松Pinus sylvestris var. mongolica人工林根际与非根际土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)质量分数及生态化学计量特征关系,为该地区的樟子松林培育、经营及管理提供理论依据。  方法  采用时空互代的方法,在辽西北章古台地区选取6个林龄(10、20、30、40、50和60 a)的樟子松人工林作为研究对象,分析各林龄下根际与非根际土壤碳、氮、磷质量分数及化学计量比的差异和影响因素。  结果  辽西北沙地樟子松人工林土壤贫瘠,根际土壤碳、氮、磷质量分数均高于非根际土壤,根系对养分的富集与平衡维持作用明显。林龄、根际以及二者之间的交互作用,对土壤碳、氮、磷质量分数及其生态化学计量比影响显著。樟子松人工林土壤C∶N主要受到土壤全氮的影响,土壤C∶P主要受土壤有机碳的影响,土壤N∶P受土壤全氮的影响大于全磷。各林龄樟子松人工林土壤C∶N均远高于全国平均水平,表现为氮限制,其中60 a过熟林氮限制更为强烈。樟子松人工林根际土壤氮、磷限制存在一定程度的协同性。  结论  各林龄樟子松生长均受到氮限制,相较于根际土壤,非根际土壤氮更为缺乏。在森林经营过程中,应充分考虑根际与非根际土壤的差异性,建议对辽西北沙地樟子松人工林施用氮肥、引入固氮植物以解除氮限制,并注意根系磷肥的补充。图1表5参28      

不同林龄樟子松人工林土壤理化性质

以辽宁省章古台地区不同林龄樟子松人工林为研究对象,通过测定土壤理化性质,对樟子松林地养分状况进行研究。结果表明:1林龄对樟子松林地土壤理化性质影响显著。随着林龄的增加,土壤含水量降低,土壤密度先降低后增加;有机质以及N、P、K质量分数先增加后减少;全Ca质量分数先减少后增加,交换性Ca质量分数逐渐减少。2采用主成分分析法对不同林龄樟子松人工林土壤肥力状况进行了评价,土壤肥力由高到低为:中龄林、近熟林、幼龄林。     

搭设障蔽控制樟子松风蚀沙埋危害的效果

以樟子松为对象探讨搭设沙障控制风蚀沙埋危害的效果。结果表明：搭设与未搭设沙障的造林保存率存在显著差异,搭设沙障可使造林保存率高达100％;搭设与未搭设沙障的生长量也存在显著差异,搭设沙障可使树高、地径、树冠生长量分别提高55．4％、66．6％和60．7％;搭设沙障为樟子松的形态建成创造了良好的环境条件,树干弯曲、风倒及枯黄现象明显减少。     

宁夏盐池地区3 种林分枯落物层和土壤水文效应

以宁夏盐池县2 种人工林(新疆杨和樟子松)和1 种天然林(花棒)林分为研究对象, 以定量评价其枯落物和 土壤的水文功能为目的,通过标准地调查、土壤物理性质及持水能力测定和入渗实验,对林地枯落物和土壤水分效 应进行研究。结果表明:1)新疆杨林分枯落物储量最大,为7.86 t/hm2 ;樟子松林分最大持水量和有效持水量最高, 为23.73 和18.26 t/hm2 ,相当于2.37 和1.3 mm 的水深。2)樟子松林地土壤具有较好的水源涵养能力,土壤的最 大持水量为349.2 t/hm2 ,相当于34.1 mm 的水深,其有效持水量为85.5 t/hm2 ,是花棒的3.4 倍,相当于8.8 mm 的水深。3)利用幂函数,无论是对枯落物吸水速度与浸泡时间还是对不同降雨条件下土壤入渗速率与入渗时 间进行拟合,均有较高的拟合系数。4)利用Philip 入渗方程对各林地1 m 土壤深度入渗进行拟合,得到了不同林地 土壤的入渗特性指标。      

毛乌素沙地樟子松与紫穗槐混交造林效果研究

针对樟子松纯林地力衰退及虫害可能带来的不良后果,根据毛乌素沙地特点开展樟子松、紫穗槐混交造林技术研究,通过混交林与纯林的比较,分析樟子松与紫穗槐混交的造林效果。结果表明：与正常生长的樟子松相比,受害植株的生长量和生长势均极显著下降;与纯林相比,混交可以显著地提高樟子松的生长量和造林存活率;樟子松与紫穗槐混交具有明显的杀虫和驱虫效果,从而降低了虫害带来的不良后果;混交促进了群落环境的形成,其主要表现是群落郁闭度、物种丰富度以及枯落物和沙结皮积累明显高于樟子松纯林。     

基于相容性生物量模型的樟子松林碳密度与碳储量研究

基于不同林龄樟子松人工林生物量调查数据,建立了樟子松林生物量相容性模型,探讨了不同林龄樟子松人工林中乔木层、林下植被层、死地被物层碳密度和碳储量的变化规律。结果表明:樟子松人工林各器官碳密度值的排序为:树叶树枝树干树根;各器官碳密度均随着林龄的增大而增加,27、30、32、36、40和44年生樟子松各器官的平均碳密度分别为449.5、460.2、470.8、485.1、489.2和513.6 g/kg,林下植被与死地被物的碳密度随林龄的变化规律不明显。27~44年期间樟子松人工林群落碳储量都随林龄的增大而增加,从27年生的37.14 t/hm2增加到44年生的168.46 t/hm2,其顺序为:乔木层死地被物层林下植被层,分别占群落总碳储量的90.97%、1.13%和7.90%,乔木层碳储量占主导地位。不同林龄樟子松乔木层、林下植被层和死地被物层年固碳量分别为2.043、0.025 和0.182 t/hm2。研究认为,樟子松人工林群落碳密度及碳储量随林龄的增加变化显著,碳汇作用明显。      

公别拉河流域主要森林类型的土壤肥力与涵养水源功能

对公别拉河流域5种主要森林类型的土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷、活性酸(pH)、有效钾、容重、持水状况和孔隙状况进行了分析,并用主成分分析方法对土壤肥力状况进行了综合评价,结果表明:不同森林类型对土壤理化性质影响较大,天然阔叶混交林>天然针阔混交林>天然白桦林>落叶松人工林>樟子松人工林;不同森林类型枯落物持水量由高到低依次为:天然针阔混交林>天然白桦林>落叶松人工林>樟子松人工林>天然阔叶混交林;林地最大蓄水量和有效蓄水量由高到低依次为:天然针阔混交林>天然白桦林>落叶松人工林>天然阔叶混交林>樟子松人工林。     

沙地樟子松人工林叶片—枯落物—土壤有机碳含量特征

目的有机碳在生态系统物质循环和全球碳循环中扮演着重要的角色,沙地樟子松是我国北方风沙区农田防护林和防风固沙林的重要造林树种之一,通过对不同生物气候带沙地樟子松人工林叶片、枯落物、土壤有机碳含量及相关性的分析,阐明沙地樟子松人工林叶片—枯落物—土壤连续体有机碳分布特征。方法本研究以呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地和毛乌素沙地中龄、近熟和成熟3个龄组沙地樟子松人工林为研究对象。在测定叶片、枯落物和土壤有机碳含量的基础上,采用单因素方差分析和LSD多重比较法分析不同地区和龄组叶片、枯落物和土壤有机碳含量的差异性,采用双因素方差分析气候带和林龄对有机碳含量影响的显著性,并采用Pearson相关系数分析不同生物气候带叶片、枯落物和土壤有机碳含量相关性。结果(1) 研究区沙地樟子松人工林叶片、枯落物和土壤有机碳含量分别在604.06~675.69 g/kg、343.02~538.51 g/kg和0.72~11.73 g/kg之间;(2)随着林龄的增加,沙地樟子松人工林叶片、枯落物和土壤有机碳含量均呈现先增加后减小的趋势,即近熟林>中龄林>成熟林;(3)气候带和林龄对沙地樟子松人工林叶片有机碳含量影响不显著(P＞0.05),对枯落物和土壤有机碳含量影响差异显著(P < 0.05),且不同组分有机碳含量呈显著(P < 0.05)或极显著(P < 0.01)正相关关系。结论沙地樟子松人工林叶片—枯落物—土壤连续体中存在有机碳的运输和转换。沙地樟子松能够通过自身结构与功能适应环境变化,其叶片表现出较高的环境适应能力。研究结果有助于进一步揭示沙地樟子松人工林碳循环过程,并为沙地樟子松人工林经营管理提供理论支撑。      

固沙樟子松种子萌发与幼苗生长对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

  目的  明确引种区不同生命周期阶段樟子松Pinus sylvestris var. mongolica固沙林在种子萌发期的天然更新优势。  方法  以科尔沁沙地南缘不同林龄樟子松固沙林种子为材料，采用聚乙二醇（PEG 6000）溶液（0、-0.054、-0.177、-0.393和-0.735 MPa）模拟不同干旱胁迫处理（ck、T₁、T₂、T₃和T₄）的方法，研究了其种子萌发与幼苗生长对干旱胁迫的响应特征及抗旱性。  结果  在干旱胁迫下，樟子松种子总体表现为萌发率下降，种子萌发时滞增加，萌发速率下降，萌发历时T₄处理下显著缩短（P < 0.05）；樟子松种子萌发对干旱胁迫的响应还存在林龄间差异，28年生樟子松种子萌发率响应干旱胁迫的阈值最大，林龄小的种子萌发历时延长。在干旱胁迫下，幼苗生长相对值均有所下降，且总体随着干旱胁迫的加强先增大后减小，胚根长则有所增大，胚芽长和胚轴直径随着干旱胁迫的加强呈减小的趋势；林龄小的幼苗生长对干旱胁迫的响应更敏感。采用隶属函数法综合分析，不同林龄樟子松在种子萌发期抗旱性由强到弱依次为16、28、35、54年生。  结论  樟子松种子通过降低萌发率、推迟萌发、延长萌发持续时间、减缓萌发速率、增加胚根生长适应干旱胁迫，种子萌发期的抗旱性随林龄的增加而降低，宜选用青壮年樟子松种子，结合立地条件进行人工促进樟子松固沙林的天然更新。